3D printing of medicines: current challenges

Trabalho Final de Mestrado Integrado, Ciências Farmacêuticas, 2021, Universidade de Lisboa, Faculdade de Farmácia.A impressão tridimensional tem vindo a ganhar relevância no desenvolvimento científico e, inevitavelmente, na área farmacêutica. Esta tecnologia permite o desenvolvimento de formulações individualizadas, ajustadas às necessidades do doente e, por isso, pode vir a tornar-se uma ajuda valiosa na área dos medicamentos órfãos. Para além disto, também permite o desenvolvimento de formas farmacêuticas com várias substâncias ativas e/ou diferentes perfis de libertação de fármaco, que poderá vir a permitir um aumento da adesão à terapêutica por parte dos doentes polimedicados. Apesar de atualmente já haver um fármaco impresso aprovado pela FDA desde 2015, o Spritam®, ainda há várias limitações associadas a esta tecnologia, nomeadamente a regulamentação, matérias-primas, controlo do processo e validação do mesmo, controlo de qualidade, estabilidade e a localização na cadeia de fabrico. Quanto à regulamentação, não havendo diretivas regulamentares específicas para esta tecnologia na área farmacêutica, acaba por se adaptar a regulamentação existente. A escolha das matérias-primas é limitada pela capacidade de impressão e a estabilidade físico-química, reduzindo a panóplia de materiais adequados para esta técnica. Para o controlo do processo seria benéfico adaptar um controlo em tempo real optando, preferencialmente, por métodos não destrutivos, pois não sendo esta tecnologia a ideal para produção em larga escala, a perda de qualquer unidade teria um peso negativo significativo no balanço geral do processo. A validação do processo deve ser elaborada de forma a garantir a qualidade, segurança e eficácia do medicamento. Para isso, é necessário validar não só o software, como todo o processo. No controlo de qualidade, mais uma vez, deve-se optar por métodos não destrutivos e selecionar, pelo menos, um para avaliar o sucesso da impressão, sendo que pode ser utilizada o Quality by Design como uma ferramenta para otimizar o processo. A estabilidade, tal como nos outros processos, também deve ser testada e a localização da impressão tridimensional no ciclo do medicamento é outra questão levantada, uma vez que tanto poderá ter um papel na farmácia hospitalar ou comunitária, como na indústria farmacêutica ou, já numa hipótese remota, na casa do doente.Three-dimensional printing is a technique that has been drawing attention recently in the scientific community and, inevitably, in the pharmaceutical field. As allows the development of personalized medicine, adapted to the patient’s needs, it can be a valuable tool for orphan drugs. On the other hand, it also allows the development of dosage forms with various active pharmaceutical ingredients and/or with different drug release profiles, which can improve patient compliance. Although there is a printed medicine approved by FDA since 2015, Spritam®, there are still a few limitations in this methodology, as regulation, raw materials, process controls and validation, quality control, stability, and even location. In terms of regulation, there are no specific regulatory guidelines regarding this technology in the pharmaceutical area, however, a 3D printed drug product should be produced following the existing guidelines that can be adapted. In terms of raw materials, the range available is limited by printability and physicochemical stability, reducing the suitable materials. For process control, it would be advantageous to adopt a real-time control and, favour non-destructive techniques, as the loss of any unit would harm the overall balance of the process. Process validation should be designed to ensure the quality, safety, and efficacy of the drug product. Taking this into account is necessary to validate the software to the process itself. In terms of quality control, should go for non-destructive methods, once again, and is going to be needed to assess the success of the print. Quality by design can be used as a tool to optimize the process. As in other methodologies, stability test must be conducted and the location of the three-dimensional impression on the drug cycle is another issue that arises, as it may play a role in the hospital or community pharmacies, as in the pharmaceutical industry or, in a more remote hypothesis, at the patient’s home